Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса

Каменистые планеты, подобные Земле, стали наследниками этого элементного изобилия. Астрономы предполагают, что эти планеты выросли из кристаллов, содержащих кремний и углерод, которые ранее затвердели в относительно прохладных внешних слоях атмосферы красных гигантов. Изгнанные прочь звездными ветрами, заледеневшие кристаллы промчались по Млечному Пути и смешались с формирующимся облаком межзвездного газа, которое оказалось на их пути. По мере того как части этих облаков под воздействием гравитации сжимались в протозвездные туманности и последующие протопланетные диски, кристаллы собирались в микроскопические пылинки, те скапливались в хондры размером с каплю, потом — в планетезимали размером с гальку, и, спустя несколько миллионов лет гравитационной конденсации, — в планеты, подобные Земле. Идея, согласно которой наша планета и все ее обитатели — это «звездное вещество», может показаться надуманной, но это правда!

Как только Земля стала полноценной планетой, жар, высвобожденный при ее формировании, и энергия радиоактивных изотопов урана и тория поддерживали и тепло в ее недрах, и динамику конвективных течений, благодаря чему становились возможны тектонические сдвиги, вулканизм и другие процессы горообразования, характерные для земной поверхности на протяжении миллиардов лет. Считается, что атомные ядра урана и тория возникли в горячей среде, богатой нейтронами и ассоциируемой с двойными системами нейтронных звезд, в которых обе звезды движутся по спирали внутрь и впоследствии сливаются. (В Интернете можно найти периодическую таблицу элементов с указанием их космического происхождения; вот одна из возможных ссылок: apod.nasa. gov/apod/ap171024.html.) На Земле этих нестабильных изотопов достаточно, и их постоянная радиоактивность вносит свой вклад в геологические циклы поднятия земной коры, выветривания, аккумуляции, седиментации, метаморфизма и субдукции. Без этих тектонических «примочек», действовавших на протяжении сотен миллионов лет, у нас не было бы ни осадочных, ни метаморфических горных пород, способных сохранить присутствие предшествующих форм жизни в течение этого «глубокого времени», и мы ничего не знали бы о нашем биологическом прошлом. Но случилось иначе, и ископаемые остатки в горных породах ясно показали, что мы — всего лишь недавние участники биологического бытия и становления, оставивших нам необычайно богатое наследство.

Преемственность жизни

Геологическая летопись жизни на Земле показала, что микроскопические формы жизни могут эволюционировать во все более макроскопические и сложные организмы с обменом веществ, способных воспроизводить себе подобных и преображать окружающий мир. За последние 3,5 млрд лет «бродячий цирк» живых существ превратился в обширную и удивительную систему органического мира, состоящую из царств, порядков, семейств, родов и видов. Какие еще живые существа могли бы населять большой космос? Этот ключевой вопрос волнует и астрономов, и геологов, и химиков, и биологов. На сегодняшний день нам еще только предстоит найти какие-либо явные свидетельства существования жизни за пределами Земли. Но это не помешало нам непрестанно искать любые намеки в доступных нам образцах метеоритов, лунных пород и планетного вещества. К сожалению, вряд ли мы знаем, на что именно нам следует смотреть.

Большую часть поисков мы вели на планетах и спутниках, где вода может находиться в жидкой форме и где могут удерживаться химические вещества на основе углерода. Жидкая вода — главный растворитель во всех биохимических процессах, происходящих на Земле. Однако играть подобную роль в мирах, где температура намного выше или ниже земной, могли бы и другие жидкие растворители. Показательный пример — поверхность Титана, спутника Сатурна: в его атмосфере, насыщенной азотом, были обнаружены «моря» метана и этана — и все это при умопомрачительной температуре в –179 °C. Какие химические метаморфозы могли бы (медленно) происходить в этой сюрреалистической обстановке?